HackerBox 0046: Persistență: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Salutări hackerilor HackerBox din întreaga lume! Cu HackerBox 0046, experimentăm cu afișaje de hârtie electronice persistente, generare de text cu persistență a vederii LED (POV), platforme de microcontroler Arduino, prototipuri electronice și bănci de energie pentru baterii reîncărcabile.

Acest Instructable conține informații pentru a începe să utilizați HackerBox 0046, care pot fi achiziționate aici până la epuizarea consumului. Dacă doriți să primiți o HackerBox ca aceasta chiar în cutia poștală în fiecare lună, vă rugăm să vă abonați la HackerBoxes.com și să vă alăturați revoluției!

HackerBoxes este serviciul lunar de abonament destinat entuziaștilor electronicii și tehnologiei informatice - Hardware Hackers - Visatorii viselor.

HACK PLANETA

Pasul 1: Lista de conținut pentru HackerBox 0046

• Modul ePaper
• Arduino UNO cu MicroUSB
• Două scuturi de prototipare UNO
• USB 18650 Battery Power Bank
• LED-uri rosii difuze de 5mm
• Rezistoare de 560 Ohm
• Sârmă jumper DuPont masculin-feminin
• Suport baterie 9V
• Deschideți autocolantul hardware
• Pin exclusiv pentru rețea Open Hardware

Câteva alte lucruri care vă vor fi de ajutor:

• Baterie de 9V
• Instrument de lipit, lipit și instrumente de lipit de bază
• Computer pentru rularea instrumentelor software

Cel mai important, veți avea nevoie de un sentiment de aventură, spirit hacker, răbdare și curiozitate. Construirea și experimentarea cu electronice, deși foarte plină de satisfacții, poate fi dificilă, provocatoare și chiar frustrantă uneori. Scopul este progresul, nu perfecțiunea. Când persistați și vă bucurați de aventură, din acest hobby se poate obține o mulțime de satisfacții. Faceți fiecare pas încet, țineți cont de detalii și nu vă fie teamă să cereți ajutor.

Există o mulțime de informații pentru membrii actuali și potențiali în întrebările frecvente despre HackerBoxes. Aproape toate e-mailurile de asistență non-tehnică pe care le primim au primit deja un răspuns acolo, așa că apreciem foarte mult că ați luat câteva minute pentru a citi FAQ.

Pasul 2: Arduino UNO

Acest Arduino UNO R3 este proiectat cu ușurință în utilizare. Portul de interfață MicroUSB este compatibil cu aceleași cabluri MicroUSB utilizate cu multe telefoane mobile și tablete.

Specificație:

• Microcontroler: ATmega328P (foaie de date)
• USB Serial Bridge: CH340G (drivere)
• Tensiune de funcționare: 5V
• Tensiunea de intrare (recomandată): 7-12V
• Tensiunea de intrare (limite): 6-20V
• Pinii I / O digitale: 14 (din care 6 furnizează ieșire PWM)
• Pinii de intrare analogici: 6
• Curent continuu per I / O Pin: 40 mA
• Curent continuu pentru 3,3V Pin: 50 mA
• Memorie flash: 32 KB din care 0,5 KB utilizată de bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Viteza ceasului: 16 MHz

Plăcile Arduino UNO au un cip bridge USB / Serial încorporat. Pe această variantă specială, cipul bridge este CH340G. Pentru cipurile CH340 USB / Serial, există drivere disponibile pentru multe sisteme de operare (UNIX, Mac OS X sau Windows). Acestea pot fi găsite prin linkul de mai sus.

Când conectați prima dată Arduino UNO la un port USB al computerului, se va aprinde o lumină roșie de alimentare (LED). Aproape imediat după aceea, un LED roșu al utilizatorului va începe să clipească rapid. Acest lucru se întâmplă deoarece procesorul este preîncărcat cu programul BLINK, despre care vom discuta mai jos.

Dacă nu aveți încă instalat ID-ul Arduino, îl puteți descărca de pe Arduino.cc și dacă doriți informații introductive suplimentare pentru lucrul în ecosistemul Arduino, vă sugerăm să consultați instrucțiunile pentru HackerBoxes Starter Workshop.

Conectați UNO la computer utilizând un cablu MicroUSB. Lansați software-ul Arduino IDE.

În meniul IDE, selectați „Arduino UNO” în sub instrumente> bord. De asemenea, selectați portul USB corespunzător din IDE sub instrumente> port (probabil un nume cu „wchusb” în el).

În cele din urmă, încărcați o bucată de exemplu de cod:

Fișier-> Exemple-> Noțiuni de bază-> Clipește

Acesta este de fapt codul care a fost preîncărcat pe UNO și ar trebui să ruleze chiar acum pentru a clipi LED-ul roșu al utilizatorului. Programați codul BLINK în UNO făcând clic pe butonul UPLOAD (pictograma săgeată) chiar deasupra codului afișat. Urmăriți mai jos codul pentru informațiile despre stare: „compilare” și apoi „încărcare”. În cele din urmă, IDE ar trebui să indice „Încărcare finalizată”, iar LED-ul dvs. ar trebui să înceapă să clipească din nou - posibil la o rată ușor diferită.

Odată ce puteți descărca codul original BLINK și verificați modificarea vitezei LED-ului. Aruncați o privire atentă asupra codului. Puteți vedea că programul aprinde LED-ul, așteaptă 1000 de milisecunde (o secundă), stinge LED-ul, așteaptă încă o secundă și apoi face totul din nou - pentru totdeauna. Modificați codul schimbând ambele instrucțiuni „delay (1000)” în „delay (100)”. Această modificare va face ca LED-ul să clipească de zece ori mai repede, nu?

Încărcați codul modificat în UNO și LED-ul dvs. ar trebui să clipească mai repede. Dacă da, felicitări! Tocmai ați spart prima bucată de cod încorporat. Odată ce versiunea dvs. de clipire rapidă este încărcată și rulează, de ce să nu vedeți dacă puteți schimba codul din nou pentru a face LED-ul să clipească rapid de două ori și apoi să așteptați câteva secunde înainte de a repeta? Incearca! Ce zici de alte tipare? Odată ce ați reușit să vizualizați rezultatul dorit, să-l codificați și să-l observați pentru a funcționa conform planificării, ați făcut un pas enorm spre a deveni un programator încorporat și un hacker hardware.

Pasul 3: Tehnologia de afișare a hârtiei electronice

Tehnologiile Electronic Paper, ePaper, cerneală electronică sau e-ink permit dispozitivelor de afișare care imită aspectul cernelii obișnuite pe hârtie. Afișarea electronică a hârtiei este, în general, persistentă prin faptul că imaginea rămâne vizibilă chiar și fără alimentare sau cu circuitele de control scoase sau oprite. Spre deosebire de afișajele cu ecran plat convenționale cu iluminare din spate care emit lumină, afișajele de hârtie electronică reflectă lumina ca hârtia. Acest lucru le poate face să fie mai confortabile de citit și să ofere un unghi de vizualizare mai larg decât majoritatea ecranelor care emit lumină.

Raportul de contrast se apropie de ziar cu afișajele recent dezvoltate (din 2008) fiind puțin mai bune încă. Un afișaj ePaper ideal poate fi citit în lumina directă a soarelui fără ca imaginea să pară că se estompează.

Hârtia electronică flexibilă folosește substraturi flexibile din plastic și electronice din plastic pentru panoul de fundal al afișajului. Există o concurență continuă între producători pentru a oferi suport de hârtie electronică color.

(Wikipedia)

Pasul 4: Modul EPaper multicolor

Modulul ePaper MH-ET LIVE de 1,54 inci poate afișa atât cerneală neagră, cât și roșie. Modulul este denumit în exemplu și documentație ca afișajul electronic pe hârtie (EPD) 200x200 negru / alb / roșu (b / w / r).

Tehnologia de afișare este Afișajul electroforetic microincapsulat (MED), care folosește sfere mici în care pigmenții de culoare încărcați se suspendă în uleiul transparent și se deplasează în vizualizare în funcție de încărcările electronice aplicate.

Ecranul ePaper poate afișa modele prin reflectarea luminii ambientale, deci funcționează fără o lumină de fundal. Chiar și în lumina puternică a soarelui, ecranul ePaper oferă o vizibilitate ridicată cu un unghi de vizualizare de 180 de grade.

Utilizarea modulului MH-ET cu Arduino UNO:

1. Instalați Arduino IDE (dacă nu este deja instalat)
2. Utilizați Library Manager (Instrumente-> Gestionați bibliotecile) pentru a instala Adafruit GFX Library
3. Utilizați Library Manager pentru a instala GxEPD (NU GxEPD2)
4. Deschideți fișier-> exemple-> GxEPD> GxEPD_Example
5. Decomentați linia pentru a include GxGDEW0154Z04 (1,54 "b / w / r 200x200)
6. Sârmă UNO la EPD: Ocupat = 7, DC = 8, Reset = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Setați comutatoarele EPD AMBE la „L”
8. Descărcați schița GxEPD_Example din IDE în UNO, ca de obicei

O altă bibliotecă cu cod demo (furnizată de producătorul EPD) poate fi găsită aici. Rețineți că aceste demonstrații (și alte câteva exemple disponibile online) au atribuiri de pin diferite decât cele utilizate mai sus în exemplul GxEPD. În special, pinii 8 și 9 sunt adesea inversați.

Pasul 5: Arduino UNO Prototyping Shield

Un scut de prototipare Arduino UNO se potrivește direct pe o placă Arduino UNO (sau compatibilă) la fel ca orice alt scut. Cu toate acestea, Scutul Arduino UNO Prototyping Shield are o zonă „perf-board” de uz general în mijloc, unde puteți lipi pe propriile componente pentru a vă construi propriul scut personalizat. Pur și simplu lipiți anteturile de pe rândurile exterioare ale scutului, astfel încât să se poată conecta chiar deasupra UNO. Găurile placate lângă anteturi se conectează la semnalele antetului, astfel încât liniile de la UNO să poată fi conectate cu ușurință la circuitele dvs. personalizate.

Pasul 6: Setarea a șapte LED-uri pe Prototype Shield

Un Arduino Prototype Shield poate fi utilizat pentru a susține circuitul ilustrat. Circuitul are pinii I / O 1-7 ai Arduino conectați la șapte LED-uri. Fiecare LED este conectat în linie cu propriul său rezistor de limitare a curentului, care în acest exemplu sunt rezistențe de 560 Ohm.

Rețineți că pinul scurt al fiecărui LED trebuie orientat spre pinul GND al Arduino. Rezistențele pot fi orientate fiecare în ambele direcții. Suportul pentru baterii de 9V poate fi conectat pentru a face proiectul "portabil", dar trebuie să fie conectat la pinul Vin (nu la 5V sau 3.3V).

Odată ce LED-urile și rezistențele circuitului sunt conectate, experimentați schița exemplului de clipire prin schimbarea numărului pinului la diferite valori cuprinse între 1 și 7.

În cele din urmă, încercați schița knight_rider.ino atașată aici pentru un flashback din anii 80.

Pasul 7: Persistența viziunii

Persistența vederii [VIDEO] se referă la iluzia optică care apare atunci când percepția vizuală a unui obiect nu încetează o perioadă de timp după ce razele de lumină care provin din acesta au încetat să pătrundă în ochi. Iluzia este descrisă și ca „persistență retiniană”, „persistență a impresiilor” sau pur și simplu „persistență”. (wikipedia)

Încercați schița POV.ino inclusă aici în setarea hardware „Șapte LED-uri” de la ultimul pas. În schiță, experimentați cu textul mesajului diferit și parametrii de sincronizare pentru a obține diverse efecte.

Inspirație: Proiectul Arduino POV de la Ahmad Saeed.

Credit foto: Charles Marshall

Pasul 8: USB 18650 Battery Power Bank

Doar introduceți o celulă 18650 litiu-ion în acest bebeluș pentru a vă crea propria "bancă de energie" reîncărcabilă pentru a fi utilizată cu diverse proiecte de 5V și 3V!

Puteți găsi aceste celule comune 18650 litiu-ion din diverse surse, inclusiv din Amazon.

Specificații ale modulului Power Bank:

• Alimentare de intrare (încărcare): 5 până la 8V prin port micro USB de până la 0,5A

• Putere de iesire:

  • 5V prin portul USB de tip A.
  • 3 conectori pentru a livra 3V până la 1A
  • 3 conectori pentru a livra 5V până la 2A

• Indicator de stare LED

  • Verde = baterie încărcată
  • Roșu = încărcare)
• Protecția bateriei (supraîncărcare sau supra-descărcare)
• ATENȚIE: Nu există protecție împotriva polarității inverse!

Pasul 9: Trăiește HackLife

Sperăm să ne bucurăm de aventura HackerBox din această lună în electronică și tehnologie computerizată. Intindeți-vă și împărtășiți-vă succesul în comentariile de mai jos sau pe grupul Facebook HackerBoxes. De asemenea, amintiți-vă că puteți trimite e-mail la [email protected] oricând dacă aveți o întrebare sau aveți nevoie de ajutor.

Ce urmeaza? Alatura-te revolutiei. Trăiește HackLife. Obțineți o cutie grozavă de echipamente care se pot pirata livrate direct în cutia poștală în fiecare lună. Navigați la HackerBoxes.com și înscrieți-vă pentru abonamentul dvs. HackerBox lunar.